Post-Newtonian templates for gravitational waves from compact binary inspirals
为了能够检测并最大限度地提高从致密双星系统观测到的引力波的物理输出,精确的波形模型的可用性至关重要。目前的工作旨在为非专家的概述(inspiral)波形中使用的引力波数据分析紧凑的二元合并。我们首先提供了一个简单的牛顿轨道动力学和线性化的引力理论中的引力辐射物理的基本要素,描述了绝热近似应用于二进制系统:在实践中构建理论引力波形的关键要素。接下来,我们在后牛顿近似的广义相对论的引力波形,并强调的基本输入的螺旋波形的缓慢发展,旋转,nonprecessing,准圆双黑洞,即后牛顿的能量,通量和(吸收校正)平衡方程。然后在时域和频域中给出后牛顿内旋模板。最后,包括合并和随后的振铃阶段,我们简要地调查了两个家庭的全波形模型的紧凑型二进制合并目前实施的LSC算法库仿真:有效的一体化方法和唯象频域模型。
2021-06-14 astro-ph.HE gr-qc
Post-Keplerian waveform model for binary compact object as sources of space-based gravitational wave detector and its implications
该研究提出一种后开普勒波形模型,用于描述双致密天体作为天基引力波探测器源的引力波信号,通过开普勒轨道元素及其绝热变化参数,可确定双星物质动力学并约束引力理论。
2023-06-18 astro-ph.HE gr-qc
Understanding possible electromagnetic counterparts to loud gravitational wave events: Binary black hole effects on electromagnetic fields
双黑洞系统的动力学除了产生巨大的引力波(GW)外,还可以通过影响其附近等离子体和电磁场的行为来诱导电磁(EM)辐射的发射。我们在这里研究电磁场是如何通过合并的一对轨道黑洞的影响。特别是,我们展示了如何二进制的动态诱导可能的电磁感应发射的变化,以及在后期合并和合并时期的电磁场的增强。这些随时间变化的特征可能会在产生可探测辐射的过程中留下印记,并可用于探测引力波的电磁对应物。
2009-11-19 astro-ph.HE gr-qc
Exploring binary-neutron-star-merger scenario of short-gamma-ray bursts by gravitational-wave observation
用广义相对论模拟方法研究了双中子星合并坍缩到黑洞的引力波的特征。我们发现,GW光谱印记的合并动力学,形成过程的磁盘,状态方程的中子星,总质量和质量比。短$γ$射线爆发的中心引擎的形成机制,这可能是由一个黑洞和周围的磁盘,因此,可以通过GW的观测约束。
2010-02-13 astro-ph.HE gr-qc
Formation of the first three gravitational-wave observations through isolated binary evolution
在最初4个月的数据采集中,Advanced LIGO探测到了来自两个二元黑洞合并的引力波,GW 150914和GW 151226,以及统计上不太重要的二元黑洞合并候选者LVT 151012。我们使用我们的快速二进制人口合成代码COMPAS表明,所有这三个事件可以解释由一个单一的进化通道-经典的孤立的二进制进化通过包括一个共同的信封相传质。我们表明,所有这三个事件都可能形成于低金属丰度环境(Z = 0.001)的祖双星与典型的总质量$\gtrsim 160 M_\odot$,$\gtrsim 60 M_\odot$和$\gtrsim 90 M_\odot$,分别为GW 150914,GW 151226和LVT 151012。
2017-04-10 astro-ph.HE gr-qc
PyCBC Live: Rapid Detection of Gravitational Waves from Compact Binary Mergers
我们介绍一种快速探测致密双星合并产生的引力波的有效而直接的方法。我们表明,这种方法实现了低laundry所需的警报候选人二进制合并的电磁合作伙伴,艾滋病的数据监测,并利用多探测器网络的天空定位。这种方法有助于在Advanced LIGO的第二次观测运行期间分析引力波候选者,包括与Advanced Virgo的重合操作期间,特别是对第一个观测到的双星中子星合并GW 170817的分析,在那里它导致了第一个用于识别AT 2017 gfo的紧密局部天空图($31~\mathrm{deg}^2$)。尽管对仪器进行了非标称观测,但该分析的操作也使GW 170104和GW 170608的初步发现成为可能。
2018-05-28 astro-ph.HE gr-qc
Observable spins in gravitational waves from compact binary mergers
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata(印度科学教育研究学院加尔各答分校)
本研究探究致密双星并合引力波中有效并合自旋的可测性,发现事件响度与推断自旋相关,暗弱事件易误判出非零自旋,支持可观测致密双星有效自旋普遍较小的结论,为后续天体物理研究提供参考。
2025-10-30 astro-ph.HE gr-qc
Modeling the postmerger gravitational wave signal and extracting binary properties from future binary neutron star detections
引力波天文学在测量控制冷的超核物质的状态方程方面已经确立了它的作用。迄今为止,在不久的将来,对中子星双星的引力波测量很可能仅限于内螺旋。然而,未来的升级和下一代引力波探测器将使我们能够探测到两颗恒星合并后发出的引力波特征,当时的密度超过了单个中子星的密度。因此,合并后的引力波信号使超核物质的研究在其极限。为了支持这一系列的研究,我们提出了新的和更新的现象学的二元属性和特征的合并后的演变之间的关系。最值得注意的是,我们得到了一个更新的关系连接的质量加权潮汐变形和最大中子星质量的主要发射频率的合并后的频谱。与配置独立的贝叶斯分析,使用简化的洛伦兹模型函数的帮助下,我们发现,合并后残留物的主要发射频率,为$8$及以上的信噪比,可以提取在1西格玛的不确定性约为100 Hz的先进LIGO和先进处女座的设计灵敏度。在某些情况下,即使合并后信噪比为$4$也足以确定主要发射频率。这将使我们能够测量二进制和状态方程的属性从合并后,执行之间的一致性检查的不同部分的二进制中子星合并,并把我们的物理解释中子星合并的测试。
2019-07-04 astro-ph.HE gr-qc
Early warning of precessing neutron-star black-hole binary mergers with the near-future gravitational-wave detectors
由于来自致密双星合并的引力波和电磁波携带着关于源的独立信息,因此联合观测对于理解发射的物理机制非常重要。引力波信号的快速探测和源定位是联合观测成功的关键。对于一个信噪比很高的信号,甚至可以在合并之前就检测到,这就是所谓的预警。本文在考虑双星轨道岁差效应的情况下,对A+、AdV+、KAGRA+和Voyager等近期探测器对中子星黑洞双星的预警性能进行了评估。我们发现引力波可以在$\sim 10$ --每年一次的合并时间的$40 \,\mathrm{s}$--之前的天空中定域在$100 \,\mathrm{deg^2}$中。
2022-05-06 astro-ph.HE gr-qc
Testing f(R) gravity using gravitational-wave signals from binary mergers
Università degli Studi di Milano(米兰大学)
本研究利用引力波作为探针,考察f(R)引力这类修正引力理论对双致密天体并合引力波辐射的预言,并评估下一代引力波探测器检验广义相对论扩展理论的能力。
2026-08-25 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Higgs mechanism in inspiraling scalarized NS-WD binary
研究了标量张量理论描述的吸入标量化中子星-白矮星(NS-WD)双星系统的引力Higgs机制。由于NS和WD的结合能不同,标度化NS-WD系统的轨道衰变除了产生张量引力波波外,还产生了偶极引力标量辐射,这打破了在广义相对论框架下建立的Lorentz不变性.由此产生的引力标量辐射场获得标量能量密度相关的有效质量,产生于引力标量势,该势由引力标量场的自相互作用单调减小和标量场与NS/WD物质之间的指数耦合增加组成。由于薄环轨道效应,由大质量标量场编码的引力相互作用在双星轨道区域被屏蔽,具有高密度的恒星标量能量,这使我们得到双星系统的标量质量约为$10^{-21} eV/c^2$,并导致对双星系统牛顿势的Yulkawa式修正。我们证明了辐射引力张量波在汤川型势中传播时,获得了$\sim 10^{-23} eV/c^2$量级的标量背景依赖的质量项。
2019-09-04 astro-ph.HE gr-qc
Inferring the population properties of binary neutron stars with gravitational-wave measurements of spin
最近LIGO-Virgo探测到的来自双星中子星螺旋事件GW 170817的引力波及其伴随的电磁信号的发现标志着多信使天文学的新时代。在未来几年,先进的引力波探测器可能会探测到数十到数百个类似的事件。双星系统中的中子星可能具有显著的自旋,这通过有效自旋参数$χ_\text{eff}$印在引力波形上。我们探讨了天体物理学的推论可能通过引力波测量的$χ_\text{eff}$。首先,使用一个基准模型通知无线电观测,我们估计,$\approx15-30\%$的二进制中子星应该有自旋可测量的$\gtrsim 90\%$置信水平的先进探测器假设的自旋轴的再循环中子星对准的总轨道角动量的二进制。其次,使用贝叶斯推断,我们表明,它是可能的,告诉是否回收中子星的自旋轴往往是对齐的双轨道使用$\gtrsim 30$检测。最后,有趣的限制,可以放置在中子星磁场衰减后$\gtrsim 300$检测,如果银河系双星中子星的自旋周期和磁场强度是合并人口的代表。
2018-08-02 astro-ph.HE gr-qc
Numerical Test and Analysis of the 2nd Law of Black Hole Thermodynamics with Gravitational-Wave Data from Binary Black Hole Merger Events
利用引力波探测双星系统中的黑洞合并,为检验黑洞热力学第二定律提供了极好的机会。在本文中,我们回顾了如何计算任何天体物理黑洞的熵,我们使用LIGO和VIRGO的质量和自旋数据测量的黑洞合并事件在过去几年中检测到的熵计算和数值测试的广义热力学第二定律。此外,我们还分析了黑洞并合事件初始参数之间的数学关系,证明并得出了定理始终成立的结论。
2022-09-21 astro-ph.HE gr-qc
Unraveling Binary Evolution from Gravitational-Wave Signals and Source Statistics
下一代地面引力波探测器很可能观测到来自致密天体双星合并的引力波。我们描述了最先进的致密二元聚结率的预测和报告的初步努力,以开发一个框架转换成改进的约束天体物理参数的引力波观测。
2010-01-19 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Deeper, Wider, Sharper: Next-Generation Ground-Based Gravitational-Wave Observations of Binary Black Holes
下一代观测将彻底改变我们对双黑洞的理解,并将探测新的来源,如中等质量的黑洞。主要科学目标包括:在整个可观测宇宙中发现双黑洞;揭示黑洞的基本性质;揭开超大质量黑洞的种子。
2019-03-21 astro-ph.HE gr-qc
Searching for gravitational waves from compact binary mergers powering long gamma-ray bursts during LIGO-Virgo-KAGRA's O3 run
Monash University(莫纳什大学);OzGrav: The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery(引力波发现ARC卓越中心);Princeton University(普林斯顿大学);University of Cambridge(剑桥大学)
本文基于LIGO-Virgo-KAGRA O3运行数据,研究双中子星和中子星-黑洞并合事件与长持续伽马射线暴的关联,通过分析Fermi和Swift探测器的数据,排除了引力波信号的证据,并对长持续伽马射线暴的亮度距离设定了限制。
2026-02-05 astro-ph.HE gr-qc
Simultaneous bounds on the gravitational dipole radiation and varying gravitational constant from compact binary inspirals
致密双星是一类重要的引力波源,可以被当前和未来的引力波观测站探测到。它们为广义相对论(GR)在高动态强场领域提供了一个试验平台。在这里,我们使用GWs从吸入的双中子星和双黑洞研究偶极引力辐射(DGR)和变化的引力常量预测的替代理论GR,如标量张量引力。在参数化的后爱因斯坦框架内,我们将这两种效应同时参数化到紧双星的内旋波形中,并进行Fisher信息矩阵分析来估计它们的同时界。一般来说,天基GW探测器可以给出比地基GW探测器更严格的限制。当GW事件的聚结时间接近天基探测器的寿命时,最严格的约束可以达到DGR参数$B$的$σ_B<3\times10^{-11}$和变化的$G$的$σ_{\dot{G}}/G < 7\times10^{-9} \, {\rm yr}^{-1} $。此外,我们分析了这两种效应之间的相关性,并强调了考虑这两种效应的重要性,以达到更现实的结果。
2022-08-25 astro-ph.HE gr-qc
Using Binary Pulsars to Test Lorentz Symmetry in the Gravitational Sector
我回顾了一些主要的发展,在理论背景和实验中使用的二进制pixels探索当地的洛伦兹不变性的引力部门和可能的违反。
2013-10-28 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Using gravitational waves to distinguish between neutron stars and black holes in compact binary mergers
2017年8月,第一次探测到双星中子星合并,GW 170817,使得利用引力波研究紧凑双星系统中的中子星成为可能。尽管这是迄今为止探测到的最响亮的引力波事件(就信噪比而言),但仅从引力波数据无法明确确定GW 170817是由两颗中子星合并而不是两个黑洞引起的。这种区别主要是由于伴随的电磁对应物。这就提出了一个问题:在什么情况下,在没有电磁信号的情况下,可以单独使用引力波数据来区分不同类型的合并?在这里,我们研究是否可以区分一个中子星-黑洞双合并从一个双黑洞合并使用引力波数据单独。我们建立在早期的结果使用手征有效场论,探索是否从LIGO和处女座,LIGO A+,LIGO旅行者,爱因斯坦望远镜,或宇宙探测器的数据可能导致这样的区别。结果表明,即使计划在近期进行升级,目前的LIGO-Virgo探测器网络也很可能无法区分这些系统。然而,如果事件具有有利的参数,第三代仪器,如宇宙探测器,将能够做出这种区分。这一结果进一步加强了第三代探测器的科学依据。
2023-01-23 astro-ph.HE gr-qc
1-OGC: The first open gravitational-wave catalog of binary mergers from analysis of public Advanced LIGO data
我们提出了第一个开放的引力波目录(1-OGC),通过使用先进的LIGO的第一次观测运行的公共数据来搜索紧凑的对象二进制合并。我们的分析是基于新的方法,提高了信号和噪声之间的分离匹配滤波器搜索引力波合并的紧凑的对象。在我们的目录中,三个最重要的信号对应于双星黑洞合并GW 150914,GW 151226和LVT 151012。我们假设一个共同的人口的二进制黑洞这三个信号,通过定义一个区域的参数空间,这是符合这些事件。在这个假设下,我们发现LVT 151012有97.6%的可能性是天体物理起源。没有发现其他重要的双黑洞候选者,我们也没有观察到任何重要的双中子星或中子星-黑洞候选者。我们提供完整的事件目录,包括候选人的亚阈值人群。
2019-02-27 astro-ph.HE gr-qc
Magnetized Strange Stars and Signals of Gravitational Waves
本研究针对孤立慢转和双星系统中的磁化奇异星,计算其引力波相关参数,并结合GW170817事件数据对比验证,支持磁化奇异星双星可产生合理引力波信号。
2024-01-31 astro-ph.HE gr-qc
Interpreting Binary Neutron Star Mergers: Describing the Binary Neutron Star Dynamics, Modelling Gravitational Waveforms, and Analyzing Detections
由中子星双星合并而发出的引力波为探索物质和未探索的极端状态下的基础物理打开了一扇新的窗口。为了提取关于中子星内部超核物质和致密双星系统性质的信息,需要可靠的理论处方。本文综述了中子星并合过程中的动力学和引力波信号的一般特征。我们简要介绍了现有的分析和数值方法来调查的高度动态,强场区合并过程中。我们回顾现有的波形近似,并讨论个别波形模型的属性和可能的优点和缺点,以及它们在实际引力波数据分析中的应用。
2020-04-06 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Binary radial velocity measurements with space-based gravitational-wave detectors
与传统的电磁测量不同,引力波观测不受拥挤和消光的影响。由于这个原因,围绕大质量黑洞运行的致密天体双星可以用作传统天文测量无法到达的区域的黑洞内部环境的探测器。双星系统的重心在大质量黑洞周围的轨道将导致引力波的多普勒频移,这在原则上可以通过未来的空间引力波干涉仪测量,例如激光干涉仪空间天线(LISA)。我们调查的条件下,这些多普勒频移是可观察的LISA。我们的研究结果表明,多普勒频移观测可以用来研究银河系中球状星团的中心区域,以及河外大质量黑洞的中心环境。
2019-08-13 astro-ph.HE gr-qc
Scope out multiband gravitational-wave observations of GW190521-like binary black holes with space gravitational wave antenna B-DECIGO
引力波事件GW 190521是迄今为止地面引力波天文台LIGO/Virgo观测到的最大质量的双黑洞合并。虽然观测到的引力波信号主要在合并和衰荡阶段,但类GW 190521双星的螺旋引力波信号在低频波段将更容易被天基探测器观测到。此外,随着下一代(3G)地基探测器的出现,高频段的振铃引力波信号将更加响亮,显示出多波段引力波观测的巨大潜力。在本文中,我们探讨了多波段观测GW 190521类双星的科学潜力与毫赫兹引力波天文台:LISA,分贝天文台:B-DECIGO,(下一代)百赫兹天文台:aLIGO和ET。在准圆演化的情况下,LISA、B-DECIGO和ET的三带观测对分量黑洞质量和自旋振幅的参数估计误差在1% -10%量级。这将使广义相对论在强场中的一致性检验具有无与伦比的精度,特别是在“B-DECIGO + ET”观测中。在偏心演化的情况下,“B-DECIGO + ET”观测的多波段信噪比在合并前的五年观测中将大于100,即使最终偏心率很高。
2021-12-27 astro-ph.HE gr-qc
Amplitude modulation in binary gravitational lensing of gravitational waves
我们使用时域数值模拟研究了由二元黑洞作为透镜组成的系统所透镜的引力波(GW)的可探测性。该系统的引力透镜势不再是静态的,而是随时间演化的。当来自源的GW通过二元透镜时,它们的幅度可以被调制,这类似于无线电通信中的幅度调制(AM)现象。我们发现,即使二元透镜本身的频率太低,不能被LISA检测频带检测到,由于AM的透镜GW的光谱中的边带仍然可以在检测频带的敏感范围内。此外,我们还计算了透镜和非透镜GW之间的SNR(失配)的相对差异。我们发现,{ \it失配}可高达9.18%。由于失配不依赖于波形的幅度,所以二元透镜和非透镜波形之间的差异是实质性的。这为未来的LISA项目提供了一种识别透镜事件的可靠方法。
2022-05-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Frequency Estimation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger
这是一个收集的文献综述和一些初步的工作估计的引力波的频率从一个二元黑洞合并为低信噪比。本文档提供了一个起点,广泛概述了频率估计后续工作所需的先决条件。
2020-11-09 astro-ph.HE gr-qc physics.data-an
Sub-radian-accuracy gravitational waves from coalescing binary neutron stars II: Systematic study on the equation of state, binary mass, and mass ratio
我们使用自适应网格细化数值相对论程序{\tt SACRA-MPI},报告了{ \it new} 26个非自旋双星系统的数值相对论模拟结果。最小网格间距为$\approx 64$ -- $85$ m,具体取决于系统。首先,我们推导出长期高精度的螺旋引力波形,并表明,由于有限的网格分辨率的累积引力波相位误差小于$0.5$ rad在超过$200$ rad的相位演化,无论系统。我们还发现,一个二元系统的引力波相位误差与一个表列状态方程(EOS)是可比的分段多方状态方程。验证了SACRA螺旋形重力波形模板,并将其用于从重力波观测中提取潮汐形变,发现我们的波形建模精度在重力波相位上为$\lesssim 0.1$ rad,在重力波振幅上为$\lesssim 20 \%$,直到重力波频率$1000$ Hz。最后,我们校准了文献中提出的合并后引力波信号与潮汐变形能力/中子星半径之间的普适关系,并表明它们受到系统论的影响,许多被提出为普适的关系并不具有很强的普适性。提出了改进的拟合公式。
2020-03-12 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Gravitational waves from inspiraling binary black holes
双黑洞是第一代地基干涉引力波探测器最有希望的候选源。我们总结和讨论了国家的最先进的分析技术,在过去的几年中发展,以更好地描述后期的动力学演化的可比质量的二元黑洞。
2002-03-25 gr-qc
Probing gravitational wave polarizations with signals from compact binary coalescences
在这份技术报告中,我们研究了使用地面探测器网络直接测量引力波偏振的可能性,这些信号来自紧凑的二元聚结。我们提出了一个简单的数据分析方法来部分实现这一点,假设存在一个强信号以及捕获的GR模板。
2017-10-10 gr-qc
Fast and Accurate Computation Tools for Gravitational Waveforms from Binary Sistems with any Orbital Eccentricity
强调了轨道偏心率在探测(稳态)双星引力辐射中的重要性。本文介绍了用于从任意轨道偏心率的双星构造引力波模板的计算有效、快速和精确的工具,包括有关截断和近似误差的严格估计准则。
2000-05-12 gr-qc
A simple estimate of gravitational wave memory in binary black hole systems
本文给出了双黑洞系统螺旋并合时的引力波记忆的一个简单估计。这里的记忆是成比例的总能量辐射,并有一个简单的角度依赖性。这个估计可能有助于作为数值相关性记忆波形的一致性检查。
2016-08-04 gr-qc
Distinguishing compact binary population synthesis models using gravitational-wave observations of coalescing binary black holes
包含中子星或黑洞的致密双星的合并是先进的地面激光干涉仪引力波探测器最有希望的信号之一,预计在未来几年内将首次直接探测到。二元聚结的速率和组分质量的分布是高度不确定的,人口合成模型预测了一个广泛的合理值。人口合成模型中的参数约束较差,对应于在大质量双星演化的各个阶段对天体物理学知之甚少,双星是双中子星和双黑洞系统的祖先。这些影响包括超新星反冲速度、普通包层演化的能量学参数和恒星风的强度。通过引力波观测多个双黑洞系统将使我们能够推断导致其形成的天体物理机制的细节。在这里,我们模拟引力波观测一系列人口综合模型,包括已知的选择偏差,测量误差和宇宙学的影响。我们比较了不同模型的预测,并表明我们将能够区分它们与先进的LIGO和Virgo探测器早期运行的观测(或缺乏观测)。这将使我们能够缩小二元演化模型的大参数空间。
2015-09-01 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Next to leading order gravitational wave emission and dynamical evolution of compact binary systems with spin
被认为是紧密的自旋组件的二元系统。有限尺寸效应由于旋转变形考虑在内。考虑到轨道运动的一阶后牛顿近似,计算了动力学演化和次主导阶引力波形式。
2007-11-28 gr-qc
A synthetic model of the gravitational wave background from evolving binary compact objects
从各种天体物理学来源模拟随机引力波背景是一个关键目标,因为即将进行的观测与地面和空间为基础的引力波天文台,如先进的LIGO,VIRGO,eLISA和PTA。我们开发了一个合成模型框架,遵循天体物理学背景下的单个和二进制紧凑对象的演变。我们描述了双星的形成和合并速率,它们的轨道参数随时间的演化和发射的引力波在双星演化的不同阶段的频谱。我们的方法是模块化的,使我们能够测试和约束模型的不同成分,包括恒星演化,黑洞形成的情况和二元系统的属性。我们使用这个框架的背景下,一个特别好的动机天体物理设置计算的引力波背景的几种类型的来源,包括吸气恒星质量的双黑洞,没有合并在哈勃时间。我们发现,这个信号,虽然很弱,有一个特征的形状,可以帮助约束的方式互补的合并事件的背景观测的二元黑洞的属性。我们讨论了我们的框架在其他引力波源,如超大质量黑洞的背景下可能的应用。
2016-11-16 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Search for gravitational waves from binary black hole inspirals in LIGO data
我们报告的搜索引力波从双黑洞的灵感在数据从第二次科学运行的LIGO干涉仪。搜索的重点是组成质量在3到20个太阳质量之间的双星系统。最佳取向的二进制与距离高达1百万秒差距可以检测到的效率至少为90%。在我们搜索的385.6小时的数据中,我们没有发现任何可以确定为引力波的事件。
2005-09-30 gr-qc
Extreme Mass Ratio Binary: Radiation reaction and gravitational waveform
为了用LISA成功地探测到引力波,必须以可靠的方式构造理论波形。我们讨论了一个极端质量比双星系统的引力波,该系统有望成为LISA计划的一个有前途的目标。极端质量比双星是由一个超大质量黑洞和一个恒星质量致密天体组成的双星系统。由于超大质量黑洞控制着系统的引力场,我们假设系统可以用Kerr黑洞的度规微扰来近似.我们讨论了最近的理论进展,计算波形从这样的系统。
2005-06-01 gr-qc
The interference and gravitational redshift effect of long waves passing a binary black hole
该研究基于近似双黑洞度规分析电磁长波经双黑洞的干涉与引力红移特征,发现干涉图样随参数变化、特定角度出现连接双黑洞的亮弧,且角动量引发红移不对称,由此提出可借此测量双黑洞角动量。
2024-06-22 gr-qc
Sparse data inpainting for the recovery of Galactic-binary gravitational wave signals from gapped data
即将建立的空间引力波观测站LISA将为测量星系双星打开一个新的窗口,它将提供有关这些系统的前所未有的信息。然而,银河系双星引力波信号的检测受到数据缺口的挑战。无论是否有计划,数据缺口都会大大降低我们检测微弱信号的能力,而误判的风险也会飙升。受信号处理的启发,我们引入了一个基于稀疏表示的银河二进制信号在傅立叶域的\nonparametric修复算法。与传统的修复方法相比,噪声统计理论上仅在无间隙测量上是已知的。这就要求对无间隙噪声和星系双星信号进行联合恢复。我们彻底表明,稀疏修补产生一个准确的估计银河双星的引力印记。此外,我们强调,所提出的算法产生统计上一致的ungapped噪声估计。我们进一步评估所提出的修复方法的性能,以恢复引力波信号的一个简单的例子,涉及验证银河双星最近提出的LISA数据挑战。
2021-04-12 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
On the Ionization of a Keplerian Binary System by Periodic Gravitational Radiation
本文讨论了开普勒双星系统在具有确定螺旋度的正入射周期引力辐射作用下的引力电离。利用退化延拓理论研究了平面潮汐方程的周期轨道。本文阐明了Kolmogorov-Arnold-Moser理论与引力电离问题的关系,证明了电离过程与扰动系统的Arnold扩散密切相关。
1996-05-16 gr-qc
Detecting binary compact-object mergers with gravitational waves: Understanding and Improving the sensitivity of the PyCBC search
我们提出了一个改进的搜索二进制紧凑的对象合并使用网络的地面引力波探测器。我们建模的体积,各向同性的源人口,并将由此产生的分布在信号幅度,时间延迟,合并阶段的候选事件的排名。我们描述了一种改进的建模的背景分布,并证明将一个先验模型的二进制质量分布在候选事件的排名。我们发现一个$\sim 10\%$和$\sim 20\%$增加模拟二进制中子星和中子星-二进制黑洞系统的检测体积,分别对应于减少的虚警率分配给信号之间的一个和两个数量级。
2018-05-27 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Post-1-Newtonian tidal effects in the gravitational waveform from binary inspirals
来自一个螺旋状中子星双星系统的引力波信号将包含有关系统中潮汐耦合的详细信息,因此,也包含有关中子星内部物理的详细信息。为了提取这些信息,将需要高度精确的重力波形模型。本文计算了具有四极潮汐相互作用的双星系统的引力波信号,其中包括了守恒动力学和波动产生的所有后1牛顿阶效应。我们考虑在圆轨道上运动的具有磁感应四极矩的恒星,并将其四极矩近似为线性。我们发现,后1-牛顿修正增加了约20%的潮汐信号在引力波频率为400赫兹。
2011-01-09 gr-qc
Gravitational Ionization: Periodic Orbits of Binary Systems Perturbed by Gravitational Radiation
结合引力电离问题讨论了入射引力波对牛顿双星系统的长期扰动。研究了平面潮汐方程的周期轨道,给出了周期轨道存在的条件。讨论了开普勒轨道通过引力辐射电离的可能性。
1995-08-31 chao-dyn gr-qc nlin.CD
Analytic Modelling of Binary-Single Encounters: Non-Thermal Eccentricity Distribution and Gravitational-Wave Source Formation
混沌三体相互作用可能导致引力波的形成。在这里,通过将相遇建模为一系列紧密的、非分层的、三重的接近,散布着分层的阶段,其中系统由内部双星和绕其运行的恒星组成,我们计算了近心点概率分布,从而计算了任何给定的双星-单次相遇中的螺旋概率。然后,我们考虑的间接影响的人口的引力波源的二进制单遇到,通过改变偏心率分布的硬二进制的集群,我们计算这个分布分析,要求它是不变的相互作用下与单星。
2022-11-08 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Search for Gravitational Waves from Compact Binary Coalescence in LIGO and Virgo Data from S5 and VSR1
我们报告的结果,第一次搜索的引力波从紧凑的二进制合并使用的数据从LIGO和处女座探测器。在S5(LIGO)和VSR 1(Virgo)科学运行期间收集了五个月的数据。搜索的重点是总质量在2到35 Msun之间的二元合并信号。没有发现引力波。对于非自旋双中子星、黑洞-中子星系统和双黑洞,致密双星合并速率的累积90%置信上限分别为8.7 × 10 ^-3、2.2 × 10 ^-3和4.4 × 10 ^-4 yr^-1 L_10^-1,其中L_10是蓝色太阳光度的10^10倍。这些上限与天体物理学的预期进行了比较。
2010-05-25 gr-qc
Search for continuous gravitational wave signals from sources in binary systems
我们分析了搜索连续单色引力波发射的旋转中子星轨道的伴星的计算成本。作为相关轨道参数的函数,我们解决了有针对性的搜索中涉及的计算负荷,其中源的位置是已知的;将结果应用于已知的二进制射电望远镜和Sco-X1。
1999-11-26 gr-qc
Compact Binary Coalescences in the Band of Ground-based Gravitational-Wave Detectors
随着地面引力波望远镜LIGO,Virgo和GEO 600接近第一次探测的时代,我们回顾了合并中子星和黑洞双星的合并率和质量和自旋分布的现有知识。我们强调引力波天文学和传统天体物理学之间的双向联系。天体物理学的投入将使人们有可能就最佳探测器配置和搜索技术作出明智的决定。与此同时,速率上限、探测到的合并速率以及引力波搜索测量的质量和自旋分布将通过与天体物理模型的比较来约束天体物理参数。未来的发展必要的引力波天文学的成功进行了讨论。
2010-03-12 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Testing general relativity using gravitational waves from binary neutron stars: Effect of spins
我们提出了一个贝叶斯数据分析管道,用于测试GR使用引力波信号从合并紧凑的双星,特别是二进制中子星。在这项研究中,我们调查其性能时,考虑到与自旋源。
2013-08-05 gr-qc
Modified gravitational wave propagation and the binary neutron star mass function
修正引力波(GW)传播是修正引力中的一种普遍现象。它影响到从GW探测器测量的光度距离重建合并双星的红移,因此也影响到从观测到的(“探测器框架”)质量重建组成致密星的实际质量。我们表明,由于二进制中子星的质量分布的狭窄,这种效果可以提供一个明确的签名修改的重力,特别是对于红移探索的第三代GW探测器,如爱因斯坦望远镜和宇宙探测器。
2022-02-20 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Quantum Corrections to Gravitational Potential of Scalarized Neutron Star Binary
将广义相对论作为有效场论,研究了标量中子星双星系统引力势的长距离、低能、超前量子修正。我们忽略了两个恒星组成部分的扩展标度,并将它们视为重点粒子,由于恒星内部固定的标度配置,它们通过引力子和标度粒子的交换相互作用。因此,引力势既包括牛顿势,也包括标量修正的类牛顿势。在非相对论极限下,我们直接由引力子和标量粒子交换量之和计算修正引力势的非解析修正。从有效拉格朗日量中提取适当的顶点规则。我们的计算表明,无论是引力子交换或标量粒子的交换都有助于经典相对论修正和量子修正的引力势的标量NS双星。
2019-09-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
A hierarchical search for gravitational waves from supermassive black hole binary mergers
我们提出了一种在LISA数据中从合并的超大质量二元黑洞中寻找引力波的方法。搜索利用$\mathcal{F}$统计量来最大化二元系统的外部参数并确定其值。使用随机生成的多维模板库分层搜索内部参数,以恢复二进制的质量和天空位置。我们提出了这种方法应用于模拟LISA数据挑战1B数据集的结果。
2008-10-01 gr-qc
A Proposed Search for the Detection of Gravitational Waves from Eccentric Binary Black Holes
在发射的引力波频率进入地基干涉仪探测器的灵敏度波段之前,大多数致密双星系统都被认为是圆化的。然而,已经提出了几种形成双星系统的机制,它们在整个生命周期中都保持着偏心率。由于没有匹配滤波算法已开发出提取连续GW信号从紧凑的双星轨道上具有低到中等值的偏心率,和现有的算法来检测准圆轨道上的双星是次优的,以恢复这些事件,在本文中,我们提出了一种搜索方法检测的引力波的偏心二进制黑洞(eBBH)的合并产生的。我们研究的搜索灵敏度和虚警率的一段数据从第二次联合科学运行的LIGO和处女座探测器,并讨论了偏心二进制搜索先进的GW探测器的影响。
2015-11-30 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Distinguishing types of compact-object binaries using the gravitational-wave signatures of their mergers
我们分析了合并的二进制中子星,中子星黑洞双星,和二进制黑洞,其引力波签名的人口的可测量性预计将被观察到的先进网络的地面干涉仪LIGO和处女座。我们认为人口合成预测合理合并二进制分布在质量空间,随着测量精度估计的主要引力波参数估计管道。我们发现,对于我们的模型致密天体双星质量分布,我们总是可以区分二进制中子星和黑洞-中子星双星,但不一定是黑洞-中子星双星和二进制黑洞;然而,几十个检测,我们可以准确地识别三个子群,并测量各自的速率。
2015-05-04 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Probing the Delay Time of Supermassive Black Hole Binary Mergers With Gravitational Waves
本研究提出结合未来引力波测量与星系巡天模拟数据,利用分层贝叶斯推断和模型选择方法,推断超大质量黑洞双星合并的延迟时间分布并检验演化模型。
2023-06-28 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Evolutionary Dynamics While Trapped in Resonance: A Keplerian Binary System Perturbed by Gravitational Radiation
利用平均法研究了辐射阻尼和外部正入射周期引力辐射影响下的开普勒双星系统的俘获共振现象。利用二阶部分平均系统,阐明了处于共振态时双星轨道的动力学演化。这种方法提供了一个理论框架,可以用来解释被困在共振中的物理系统的主要演化动力学。
1996-12-16 gr-qc